Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Wpływ obróbki cieplnej na powierzchniowe utlenianie i przemiany fazowe tytanowo-niklowych implantów medycznych z pamięcią kształtu

Lekston Z.

Inżynieria Materiałowa

|

2009

|

Vol. 30, nr 5

441-444

PL

Tytanowo-niklowe stopy z pamięcią kształtu są z powodzeniem wykorzystywane w różnych zastosowaniach medycznych. W pracy polerowane mechanicznie stopy NiTi po różnej obróbce cieplnej, użyte do przygotowania różnych prototypów implantów medycznych, badano metodą rentgenowskiej analizy fazowej, skaningowej kalorymetrii różnicowej, testów mechanicznych i pomiarów efektów pamięci kształtu. Stwierdzono, że podczas rutynowej obróbki cieplnej w powietrzu, w zakresie temperatury 300÷600°C pręty, druty i listwy użyte do przygotowania implantów medycznych ulegały powierzchniowemu utlenianiu. Podczas krótko-czasowej obróbki cieplnej w temperaturze poniżej 500°C tworzy się ochronna, kolorowa, utleniona powierzchnia. Metodą rentgenowskiej analizy fazowej na powierzchni próbek identyfikowano biokompatybilną warstwę rutylu TiO2. Po wyżarzaniu próbek, uprzednio walcowanych na zimno w stanie martenzytycznym, obserwowano różne sekwencje przemian fazowych B2oB19' lub B2oRoB19'. Określono charakterystyczne wartości temperatury przemian w próbkach po różnej obróbce cieplnej. Po wybraniu optymalnej obróbki cieplnej przygotowano różne typy implantów medycznych. Pożądane własności funkcjonalne implantów mierzono w warunkach testu trójpunktowego zginania. Przedstawiono również przykłady zastosowania pamięciowych i supersprę-żystych prototypowych implantów NiTi w chirurgii czaszkowo-twarzowej i w chirurgii jamy brzusznej.

EN

The titanium-nickel shape memory alloys have been successfully used in a variety of medical applications. In this work the mechanically polished TiNi alloys, after different heat treatments, used for the preparation of vario-us medical implant prototypes, were investigated using the X-ray diffraction, differential scanning calorimetry, mechanical tests and shape memory effect measurements. It was found that during the routine heat treatment in the air, in the temperature range 300÷600°C, the rods, wires or sheets used for the preparation of medical implants undergo surface oxidation. Short-time heat treatment at the temperatures below 500°C produces the protective, colour oxide surface. By X-ray diffraction phase analysis the biocompatible TiO2 rutile phase was identified on the surface. After the annealing of the samples, previously cold-rolled in the martensite state, the B2oB19' or B2oRoB19' sequences of the phase transformations were observed. The characteristic temperatures of transformations for the samples after different heat treatment were obtained. After the optimization of heat tre-atments various prototypes of medical implants were prepared. The desi-red functional properties of the final implants were measured by tree-point bending tests. The examples of the applications of thermal shape memory and superelastic TiNi prototype implants in craniofacial and gastrointestinal surgery have been described.

2

Topografia powierzchni azotowanych jarzeniowo stopów tytanu stosowanych w medycynie

Frączek T., Olejnik M., Tokarz A.

Inżynieria Materiałowa

|

2009

|

Vol. 30, nr 5

433-436

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań stanu powierzchni stopów tytanu stosowanych w medycynie, poddanych azotowaniu jarzeniowemu, dla czterech wariantów umiejscowienia próbek w komorze jarzeniowej. Azotowanie prowadzono w temperaturze 560°C przez 17 godzin. Po procesie azotowania powierzchnie próbek badano za pomocą mikroskopu sił atomowych AFM. Przeprowadzone badania pozwoliły na ocenę różnych wariantów rozmieszczenia próbek w komorze jarzeniowej w aspekcie ich stanu powierzchni przez porównanie parametru chropowatości R .

EN

In this work the results of investigations of surface state for titamium alloys after plasma nitriding are presented. The nitriding process was performed at 560°C during 17 hours for samples placed in four positions of plasma furna-ce. After nitriding the surface of titanium alloys was investigated by atomic force microscopy. By analyzing of R roughness parameter these investiga-tions allow to estimate all variants of nitriding, in the surface state aspect.

3

Anodic and nanostructural layers on titanium and its alloys for medical applications

Krasicka-Cydzik E., Kowalski K., Kaczmarek A.

Inżynieria Materiałowa

|

2009

|

Vol. 30, nr 5

425-428

EN

Passive oxide layer on titanium and its alloys makes them useful for implan-tation inside the body. By electrochemical anodic oxidation, the properties of this layer can be enhanced. This paper describes surface treatments to produce biocompatible oxide film on titanium and its implant alloys such that phosphorous and oxygen are incorporated into the treated surface of the implant and results of SEM, EDS, XPS and EIS examinations to confirm the advantages of such methods are presented. The surface treatment carried out on these metals includes low temperature electrochemical reactions in phosphoric acid solution alone and with fluorides. According to formation conditions thin or thick compact oxides, gel-like covered anodic layers and nanostructural titania covered layers are formed. They differ in morphology, topography and biocompability. The recent research was focused on the pro-duction of nano oxide tubes of diameters of the order of 100 nanometers with an aim to use such coatings for implants with bone in-growth ability and for biosensing.

PL

Warstwa pasywna na tytanie i jego stopach czyni je bardzo przydatnymi do implantacji w chirurgii. Właściwości tej warstwy można ulepszyć przez anodowanie. W pracy opisano elektrochemiczne sposoby wytwarzania biozgodnej i bioaktywnej warstwy wierzchniej na tytanie i jego stopach, zawierającej wbudowane fosforany oraz wyniki badań SEM, EDS XPS oraz EIS, potwierdzające uzyskane korzystne właściwości. Metody te obejmują anodowanie tytanu i jego stopów w roztworach kwasu fosforowego bez lub z dodatkiem fluorków. Stosownie do zastosowanych warunków anodowania otrzymuje się cienkie lub grubsze warstwy tlenkowe, pokryte wierzchnią warstwą żelo-podobną lub warstwy o budowie nanostrukturalnej. Warstwy te różnią się morfologią, topografią i biozgodnością oraz bioaktywnością. Ostatnie prace prowadzono w kierunku wytwarzania na tytanie i jego stopach nanorurek z tlenku tytanu o średnicy 100 nm, w celu wykorzystania takich warstw do stymulacji osadzania hydroksyapatytu i wzrostu kostnego oraz jako platform bioczujników.

4

Nanowarstwy ceramiczne jako warstwy pośrednie na stopie tytanu dla medycyny

Surowska B., Bieniaś J., Wierzchoń T., Pszczoła K.

Inżynieria Materiałowa

|

2008

|

Vol. 29, nr 6

661-663

PL

Biomateriały metaliczne są nadal niezastąpione w szeregu zastosowaniach medycznych ze względu na korzystne właściwości mechaniczne. Jednym z najważniejszych problemów jest sposób przygotowania powierzchni materiału do kontaktu z tkanką żywą. Obecnie najszerzej stosowane są warstwy ceramiczne, co stwarza konieczność uzyskania trwałego połączenia pomiędzy metalicznym podłożem, a ceramiczną powłoką. W pracy dokonano charakterystyki układów: stop Ti6Al4V-warstwa SiO2-TiO2 oraz stop Ti6Al4Vwarstwa TiN+Ti2N+?Ti(N)-warstwa SiO2-TiO2, przeznaczonych do pokrycia porcelaną stomatologiczną lub hydroksyapatytem. Warstwa SiO2-TiO2 wytwarzana była metodą zol-żel. Warstwa TiN+Ti2N+ alfaTi(N) otrzymywana była metodą azotowania jarzeniowego. W pracy przedstawiono wyniki badań odporności na zużycie ścierne przeprowadzonych metodą pin-on-disc w powietrzu i w sztucznym osoczu (simulated body fluid - SBF). Interpretacji wyników dokonano w powiązaniu z wcześniej wykonanymi i publikowanymi rezultatami badań mikrostrukturalnych i fazowych. Stwierdzono korzystne oddziaływanie SBF, obniżające współczynnik tarcia w obu przebadanych układach warstw oraz wyższą trwałość w SBF układu wielowarstwowego złożonego z warstwy azotowanej oraz krzemionkowo-tytanianowej.

EN

Metallic biomaterials are still irreplaceable at some medical applications because of their superior mechanical properties. One of an important issue is the method of material surface preparation for the contact with living tissue. Nowadays the ceramic layers are the more widely used. Therefore the good metal-ceramic bonding is very important. The Ti6Al4V alloy with SiO2-TiO2 layer and the multilayer system: Ti6Al4V - TiN+Ti2N+?Ti(N) - (SiO2-TiO2) were characterized. These hybrid systems are destined as intermediate layers under porcelain or hydroxyapatite. The SiO2-TiO2 layer was created with the use of the sol-gel method. The TiN+Ti2N+?Ti(N) layer was deposited by glow-discharge nitriding. Microstructural characteristics of multilayered systems (SEM) and wear resistance in air and in simulated body fluid SBF (pin-on-disc method) were analysed. It was found that the SBF has an advantageous influence on the decrease of the friction coefficient of both systems and the better wear resistance of multilayer system nitriding film with silica-titania film.